1 引言
因为近期的一个项目涉及到岩石边坡支护,因此简要回顾一下岩石锚杆和锚索的基本概念。岩石锚杆和锚索(Rockbolts and Cables)的研究和应用案例大量集中在地下采矿和隧道工程的支护中,岩石边坡的支护案例很少。相比之下,锚固的理论研究成熟了许多,最典型的是Itasca的UDEC,3DEC和Rocscience的SLIDE, RS2等。本文首先从最简单的锚固机理入手,以后逐步进入到更复杂的数值模型。
2 锚固的基本原理
锚杆用于浅部的地层加固,锚索用于深部的地层加固。边坡锚固的基本原理是稳定可能滑坡的岩石(平面破坏)或岩石崩落(崩落破坏),如下图所示。通过对岩石锚杆和锚索施加拉力(Tension nut)来稳固有可能滑落的岩石。
如下图所示的滑落块体,
如果没有锚固,那么块体所受的力仅由块体的重量产生,其安全系数Fs:
如果使用锚杆或锚索加固块体,则产生一个附加的压力F,其安全系数Fs:
设置合适的锚固角度是十分重要的, 岩石锚杆产生的力必须能阻挡岩块下滑产生的力。地层锚固可采用灌浆的锚索,不灌浆的锚索,机械或树脂锚固的岩石锚杆。
对于块体形状较大的岩石边坡,锚固的布置间隔可以大一些,对于块体形状较小岩石比较破碎的边坡,锚固间距适当减小,利用块体之间产生的楔形体稳固边坡,我们将在后续的文章中详细讨论。
3 参考文献
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